Малярия – это древняя болезнь, которая глубоко повлияла на историю человечества. Только в 2023 году в 85 эндемичных странах было зарегистрировано 263 миллиона случаев заболевания, в результате которых 597 000 человекумерли1. Заболевание вызывается простейшими паразитами рода Plasmodium, относящимися к типу Apicomplexa. Среди пяти видов, которые заражают человека — P. falciparum, P. vivax, P. knowlesi, P. ovale и P. malariae — на P. falciparum и P. vivax приходится большинство случаев. P. falciparum ассоциируется с тяжелой малярией и преобладает в Африке, в то время как P. vivax имеет самое широкое географическое распространение, будучи более распространенным в Южной Америке и Азии2.
Сложность жизненного цикла плазмодия , который включает в себя несколько стадий развития у двух хозяев, способствует его передаче и персистенции в эндемичных регионах3. Важнейшим этапом в этом цикле является переход от человека к комарам-переносчикам, что делает его ключевой мишенью для вмешательства. Передача начинается внутри человека-хозяина, где развиваются половые стадии Plasmodium , когда мерозоиты дифференцируются в мужские и женские гаметоциты. При проглатывании комаром сигналы окружающей среды запускают активацию гаметоцитов и образование гамет, что приводит к оплодотворению в просвете средней кишки. Образовавшаяся зигота дифференцируется в подвижную оокинету, которая активно проникает в эпителий средней кишки и развивается в ооцисту внутри базальной пластинки. Внутри ооцисты образуются тысячи спорозоитов, которые впоследствии высвобождаются в гемолимфу, что позволяет им мигрировать в слюнные железы. Там спорозоиты проникают в ацинарные клетки и перемещаются в просвет железы, где они остаются до тех пор, пока комар не примет следующую кровавую пищу, передавая паразитана кожу человека.
Поиск новых стратегий блокирования передачи инфекции (ТБ) имеет решающее значение, учитывая ограниченность имеющихся лекарств и растущую устойчивость к противомалярийным препаратам5. Традиционные методы скрининга, такие как инфекции комаров, ручной микроскопический анализ или введение радиоактивного гипоксантина, трудоемки, трудно поддаются стандартизации и не подходят для высокопроизводительных применений 6,7. Более поздние подходы, использующие флуоресцентное обнаружение (например, окрашивание ДНК или репортеры GFP), повысили эффективность, однако остаются значительные проблемы в оценке соединений, нацеленных на половыестадии паразита.
Для решения этих проблембыла разработана трансгенная линия P. berghei, экспрессирующая нанолюциферазу (nLuc), получившая название Ookluc8. В этой системе ген nLuc находится под контролем оокинет-специфичного промотора белка, связанного с циркумспорозоитом и TRAP (CTRP) P. berghei, который активируется в зиготах, что приводит к производству nLuc, начинающемуся примерно через 6 ч после активации гамет и достигающему пика через 24 ч после конверсионного анализа8. Такая конструкция позволяет проводить автоматизированную количественную оценку жизнеспособности паразитов на основе люминесценции вскоре после оплодотворения, устраняя необходимость в прямых манипуляциях с векторами, и способствует высокопроизводительному скринингу тысяч соединений8.
Несмотря на то, что экспрессия nLuc происходит независимо от жизнеспособности ookinete, ограничивая обнаружение соединений, которые специфически влияют на более поздние стадии, такие как морфогенез ookinete, Ookluc остается очень эффективным для идентификации соединений туберкулеза, которые нацелены на гаметогенез, половую рекомбинацию или выживание паразитов внутри комаров, включая агенты, которые индуцируют производство активных форм кислорода. Предыдущие исследования подтвердили эту систему, успешно идентифицировав соединения, которые, как известно, ингибируют половые стадии Plasmodium 9,10,11,12,13,14,15. Таким образом, Ookluc представляет собой надежную и инновационную платформу для высокопроизводительного скрининга половых стадий Plasmodium, способствуя открытию новых соединений туберкулеза и продвижению усилий по элиминации малярии в ближайшие годы8. В этом протоколе описывается применение системы Уклюка для скрининга лекарственных препаратов и определения ингибиторной концентрации 50% (IC50).